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Chapitre VII
LES RIBOSOMES
Dr A. DEKAR
Promo 2014-2015
Objectifs pédagogiques
1-Définir les ribosomes
2-Donner leurs répartitions cellulaires et tissulaires
3-Indiquer les technique de leurs mise en évidence
4-Préciser leurs composants chimiques chez les procaryotes et les eucaryotes
6-Expliquer son intervention dans la protéosynthèse
5-Commenter leur structure moléculaire et fonctionnelle
PLAN
Généralités
1- Ultrastructure
2- Localisation
3- Composition chimique
5- Rôles
4- Biogenèse
PLAN
Généralités
1- Ultrastructure
2- Localisation
3- Composition chimique
5- Rôles
4- Biogenèse
Par Palade(1953)
Les ribosomes
Particules granulaires
Site de la protéosynthèse cellulaires
Présents chez les procaryotes et eucaryotes
Géneralité
Complexe ribonucléoprotéique
nombre variable en fonction:
E.Coli: 15-20 millesribosomes
Cell. Eucaryotes:10-20 fois > cell.
Procaryote
Nombre important
Du type d’activité de synthèse
Cell. embryonnaires
Hépatocytes :
du type cellulaire
Cell. à synthèsepeptidique
Cell. à synthèselipidique
PLAN
Généralités
1- Ultrastructure
2- Localisation
3- Composition chimique
5- Rôles
4- Biogenèse
Sur coupes minces + coloration positive
Particules denses aux é
Forme légèrementelliptique
Diamètre de 15-20 nm
Polyribosomes libres sur coupes minces
Association entre ribosomes et ARNm
En forme de chapelet
Chaque ribosome comprend :2 sous unités: une petite et une grande
Les polysomes liés sont attachés à la face cytosolique des membranes du réticulum endoplasmique rugueux
Cavité du REG
Ribosomes attachés à la face externe de la membrane du REG
ARNm
Ribosomes
Polyribosomes mise en évidence par coloration négative après isolement
Polyribosomes en activitéde traduction = protéosynthèse
Structures poreuses
La coloration négative appliquée à des ribosomes isolés donne leur morphologie externe
Liaison à l’ARNm
Vue de face Vue de profil
Les 2 sous unités sont de taille inégales et de morphologie différentes
Architecture moléculaire des sous unités ribosomales
PLAN
Généralités
1- Ultrastructure
2- Localisation
3- Composition chimique
5- Rôles
4- Biogenèse
E. Coli
Distribution des ribosomes dans le règne du vivant
Procaryotes Eucaryotes
libres dans le Hyaloplasme Dispersés dans la matrice mitochondrie ( mitoribosomes )
RER
EN
Eucaryotes (animale)
Liés aux membranes externes du REGde l’EN
PLAN
Généralités
1- Ultrastructure
2- Localisation
3- Composition chimique
5- Rôles
4- Biogenèse
Homogénat cellulaire
Culot 3 Culot 4
UCD 3 UCD 4
Microsomes rugueux
UGD
Détergent
Ribosomes détachés
Petits Polysomes
libres
UGD
Caractérisés par leur coefficient de
sédimentation exprimé en unité de Svedberg
ou S
Isolement
Grandspolysomes
libres
UGD
PROCARYOTES EUCARYOTES
Grosse S/U 50 S: ARNr (23S + 5S)31 à 34 protéines L
60S: ARNr (28S + 5.8S+ 5S)
45 à 50 protéines L
Petite S/U 30S: ARNr 16S21 protéines S
40S: ARNr 18S30 à 33 protéines S
Ribosome assemblé (actif)
70Staille réduite,
moins nombreux
80Staille plus grande,
plus nombreux
Ribosome = Grosse S/U + Petite S/U
2/3 (65%)
ARNr
1/3 (35%)
Protéines
Résultat de l’analyse chimique
PROCARYOTES
EUCARYOTES
Assemblage des ARNr et des protéines (L &S) pour constituer des Ribonucléoprotéines
La configuration tridimensionnelle des ARNr détermine lastructure globale du ribosome (et non pas les protéines)
-Les ARNr ont la capacité de positionner l ’ARNm, d’accepter les l’ARNt et de former les liaisons peptidiques.
PLAN
Généralités
1- Ultrastructure
2- Localisation
3- Composition chimique
5- Rôles
4- Biogenèse
Les ribosomes sont formés dans le nucléole
Cette synthèse implique la combinaison d’ARNr et de protéines
Les ARNr proviennent de la transcription d’ADN ribosomique
Les protéines sont synthétisées dans le cytosol par des polyribosomes libres puis importés vers le nucléole
Les particules ribonucléoprotéiques seront assemblées enPetite et grande sous unités ribosomales dans le nucléole puis exportés vers le cytosol a l’état isolé, les sous unités sont inactives les 2 s/u associées par un ARNm sont alors actives
Biogenèse des ribosomes (voir Chapitre Noyau interphasique )
PLAN
Généralités
1- Ultrastructure
2- Localisation
3- Composition chimique
5- Rôles
4- Biogenèse
Le cytosol site de biosynthèse de toutes les protéines cellulaires
6
L’ARNm est synthétisé dans le noyau et adressé au cytosol
La protéosynthèse correspond au Décodage de l’ARNm par la progression du ribosomede l’extrémité 5’ à l’extrémité 3’
Les anticodons des ARNt déterminent les AA qui seront progressivement associés
Ce déplacement, permet l’association des AA en une chaine polypeptidique.
Les ribosomes assurent la synthèse protéique (protéosynthèse )
Les deux sous unités s’adaptent l’une à l’autre grâce à une molécule d’ARNm pendant leur activité: la
traduction
La traduction de l'ARNm nécessite la présence d'ARN de transfert (ARNt) chargés avec les acides aminés correspondants et de l'énergie sous forme de GTP.
Le ribosome possède 4 sites de liaisons situés exclusivement sur les ARNr
Site de liaison de l’ARNm:
situé sur l’ARNr de la petite S/U.
Site A:Site de liaison de l’aminoacyl-ARNt:
fixe l’ARNt entrant,portant un nouveauAA.
Site P: Site de liaison du peptidyl-ARNt:fixe l’ARNt portant le polypeptide en croissance;Site catalytique de la formation de la liaisonpeptidique entre 2AA
Site E: (Exit)Site de liaison de l’ARNt vide
sortant
Éléments impliquées dans la synthèse protéique
Ribosome
L’ARNm 5’, 3’
ARNt –AA les AA
1- INITIATION : elle nécessite
Activation d’un ARNt initiateur - Met
Fixation à la petite sous unité
Activation de l’ARNm (aux extrémités 5’ et 3’)
Association de la PS/U – ARNm
Déplacement de la PS/U sur l’ARNm à la recherche du codon d’initiation AUG
La protéosynthèse se déroule en 3 étapes
Au codon d’initiation: Hydrolyse de GTP et fixation de la GS/U: C’est le complexe d’initiation .
Ce ribosome est le 1er du polyribosome en formation. Il se déplace par pas de 3 codons ce qui amène à chaque fois un nouveau AA lié par un ARNt.
Chaque nouveau anti –codon:(Aminoacyl –ARNt) est déplacé du site A au site P.
Formation d’une liaison peptidique entre l’AA précédent et le suivant.
Déplacement du premier Aminoacyl du site P vers le site E pour sa sortie
2-ELONGATION
• Le ribosome se déplace le long de l’ARNm traduisant codon par codon laséquence nucléotidique dans le sens 5’ 3’ en une séquence d’AA,utilisant les ARNt comme adaptateurs pour ajouter l’ordre correct dechaque AA à l’extrémité de la chaine polypeptidique en croissance
Le ribosome se déplace sur l’ARNm et ajoute les anti codons correspondants au codons lus.
À chaque pas un nouveau ARNt-AA passe successivement du site A au site P et du site P au site E après avoir lié le nouvel AA au reste de la chaîne.
2-ELONGATION (suite)
Lorsque le site A tombe sur un Codon STOP (UAG), un facteur de libération se fixe sur lui et induit la dissociation des 2 S/U La traduction s’arrête
3- TERMINAISON
Récapitulatif des étapes de la protéosynthèse
NB: Translocation = déplacement
• La petite S/U fait correspondre les anticodons de l’ARNt auxcodons de l’ARNm
•La grosse S/U catalyse la formation des liaisons peptidiques (LP)qui lient ensemble les AA en une chaine polypeptidique(Initiation)
• Le ribosome se déplace le long de l’ARNm traduisant codon parcodon la séquence nucléotidique dans le sens 5’ 3’ en uneséquence d’AA, utilisant les ARNt comme adaptateurs pour ajouterl’ordre correct de chaque AA à l’extrémité de la chainepolypeptidique en croissance . (Elongation)
• Les deux éléments du ribosome se séparent quand la synthèse de la protéine ou du polypeptide est achevée. (Terminaison)
Résumé
Devenir des protéines synthétisés dans le cytosol
Sédentaires du cytosol
Adressage à des compartiments cellulaires
Protéines du cytosqueletteEnzymes Noyau, Nucléole , Mitochondrie,
Péroxysomes, Face externe des Endomembranes, Face interne de
la membrane plasmique
Le cytosol site d’adressage des protéines cellulaires ( voir fascicule 3 p: 12)
Fin
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